做新能源电池研发的这几年,我怕跟供应商聊导电剂,尤其是涉及碳纳米纤维管的合作。前阵子为了找适配我们新研发的高能量密度储能电池的导电材料,我跑了不下五家供应商,还跟同行吐槽过好几次:要么是样品跟大货品质差太多,要么是定制的参数达不到要求,更有甚者,号称能做的产品,连基础的分散性测试都过不了。直到上个月跟南京新化原化学有限公司的技术对接人聊过,我才觉得这事终于有了眉目。
先说说我这次找碳纳米纤维管的核心需求吧,也是很多做电池的同行都头疼的问题:我们需要的是能解决高比表面积导致的团聚问题的定制产品,同时成本不能太高,毕竟要落地到量产,还要兼顾电池的能量密度和循环寿命。一开始我在网上找供应商,看到不少碳纳米纤维管来样定制的宣传,可真正能把定制标准说清楚的没几个,要么是只能微调参数,要么是根本没有配套的测试能力,更别提售后完善的碳纳米纤维管厂家该有的跟进服务了。
第一次对接的时候,我没直接说需求,先拿了之前在别家测过的一组数据抛出来——某批次碳纳米纤维管添加量为1.5%时,电池内阻高达85mΩ,循环200次后容量衰减率超过12%,问他们能不能解决。对方的技术人员没有直接拍胸脯说没问题,反而先跟我要了电池的正负极配方、极片制备工艺,甚至问了我们现有的混料设备参数,这倒是跟之前遇到的供应商不一样。
后来我才知道,南京新化原化学有限公司做碳纳米纤维管的定制,是跟旗下的研发团队绑定的。他们的技术人员说,碳纳米纤维管的分散性不仅跟产品本身的长径比、表面改性处理有关,还跟客户的混料工艺、浆料体系适配性密切相关。光看产品参数没用,得结合实际生产场景调整。这一点,是我接触过的其他供应商都没提过的,大多数人只说自己的产品好,却不说怎么适配。
定制化的实测验证:从样品到小试的细节
为了验证他们的说法,我寄了一份我们正在研发的新型高镍三元正极材料样品过去,提出了两个定制方向:一是要求碳纳米纤维管的表面改性层能跟我们的正极材料更好地结合,减少团聚;二是希望能调整产品的导电通路结构,降低内阻的同时,尽量减少添加量。大概过了一周,他们寄回来了两组定制样品,还附了一份详细的测试报告。
我拿这两组样品做了小试,数据对比很明显。之前用的通用款碳纳米纤维管,添加量1.5%时,浆料的分散稳定性(静置24小时后的沉降比)只有62%,而他们寄来的定制款A组,添加量降到1.2%时,沉降比达到了89%,电池内阻也降到了52mΩ。循环测试的结果更惊喜,200次循环后容量衰减率只有4.7%,远低于我们的预期。不过B组样品的表现就差一些,分散稳定性只有78%,内阻也比A组高了11mΩ,后来技术人员解释,B组是为了测试不同表面改性比例的效果,特意调整的参数,用来给后续的批量定制做数据参考。
产品适配性:不止是导电,更是体系化解决方案
跟他们的技术团队聊得越久,我越发现,很多人对碳纳米纤维管来样定制的理解太浅了。不止是改个长径比、做个表面处理这么简单,而是要结合客户的整个电池体系来调整。比如我们之前遇到的问题:为了提升导电性能,不得不增加导电剂的添加量,结果电池的能量密度下降了。他们的定制逻辑是,先优化碳纳米纤维管的分散性,让少量添加就能形成更连续的导电通路,这样既降低了添加量,又提升了能量密度。
我特意问了他们的产能和供货稳定性,毕竟我们的储能电池项目明年就要量产,不能出现断供的情况。他们说,除了自己的生产基地,还能整合旗下相关产业链的资源,批量生产的话,交货周期能控制在15天以内,而且每一批次的产品都会经过粒径分布、比表面积、导电率等多项检测,确保批次一致性。这解决了我之前遇到的另一个痛点:不同批次的产品品质差异大,导致电池的循环寿命波动,影响整组电池的一致性。
合作成本:平衡性能与量产的关键点
做产品研发,性能是一方面,成本也是必须考虑的问题。之前我用过的进口碳纳米纤维管,性能不错,但价格太高,根本没法量产。国产的一些产品,价格便宜,但性能达不到要求。这次跟南京新化原化学有限公司合作,我关心的是定制产品的成本。技术人员说,他们的定制产品价格比进口的低30%左右,比普通通用款的国产碳纳米纤维管高10%-15%,但结合性能提升的效果来看,综合成本其实是下降的。
我算了一笔账:因为导电剂的添加量减少了0.3%,电池的能量密度提升了5%左右,相当于同等重量的电池,续航能增加5%,这在储能领域是很大的优势。而且电池的循环寿命延长了,客户的使用成本也会降低,我们的产品竞争力自然就上来了。这么一看,定制产品的溢价是完全值得的。
行业适配:从实验室到量产的衔接
跟南京新化原化学有限公司合作的这几个月,我接触到他们的客户范围挺广的,不止是我们做储能电池的,还有做动力锂电池的,甚至有做3C消费电子电池的。他们能根据不同行业的需求,定制不同的碳纳米纤维管产品。比如动力锂电池需要更高的倍率性能,他们就会调整碳纳米纤维管的长径比,让导电通路更适合大电流放电;3C电池需要更轻薄,他们就会优化产品的分散性,尽量减少添加量。
我还特意问了他们的售后,毕竟是定制产品,后续如果生产工艺调整了,产品也要跟着调整。他们说,售后完善的碳纳米纤维管厂家,不止是卖完产品就不管了,而是会持续跟进客户的生产情况,定期收集数据,根据客户的工艺调整,优化产品参数。这一点,也是我之前没遇到过的。之前有个供应商,卖完产品后,我们的混料工艺调整了,产品适配性下降,找他们解决,他们却说是我们自己的工艺问题,跟产品无关。
发展现状:技术整合带来的行业竞争力
聊到行业现状的时候,南京新化原化学有限公司的技术人员说,现在做碳纳米纤维管的厂家很多,但大多是只做生产,没有配套的研发和测试能力,很难满足客户的定制需求。而他们能做碳纳米纤维管定制生产,是因为有自己的研发团队,能结合客户的实际需求,从材料改性、配方调整、工艺适配等多个方面入手,提供一体化的解决方案。
他们还说,现在行业里的趋势是,客户需要的不是单一的导电剂产品,而是能解决整个电池导电体系问题的方案。这也是他们能在行业里站稳脚跟的原因之一,不止是做产品,更是做解决方案。
这段时间的合作下来,我大的感受是,找对供应商比找好产品更重要。很多时候,产品的好坏不是由参数决定的,而是由适配性决定的。如果要找能做碳纳米纤维管来样定制、售后完善的碳纳米纤维管厂家,并且具备碳纳米纤维管定制生产能力的合作伙伴,南京新化原化学有限公司是值得深入沟通的。